JP5889226B2 - 筐体装置 - Google Patents

Description

この発明は、例えば電子機器や電気機器などが搭載されたユニットなどを内部に搭載する制御盤、配電盤等に好ましく用いることができる筐体装置に関するものである。

従来の筐体装置として、電子機器ユニットを内部に搭載する電子機器筐体であって、互いに結合されて筐体を形成する第１、第２の金属パネルと、パネル本体と平行な折曲部が隣り合って形成されるよう上記第１の金属パネルの隣接する端部を各々内側に折り曲げて形成された第１の金属パネルの補強構造、及び、上記第２の金属パネルの端部を折り曲げて形成された第２の金属パネルの補強構造、を有する金属パネルの補強構造と、上記筐体の角隅部で、上記第１の金属パネルの折曲部に形成されたスリットに挿入され、その一方の側が上記第１の金属パネルの隣り合って形成された折曲部の両方に結合されると共に他方の側が上記第２の金属パネルの補強構造に結合されるよう、上記パネル間に設けられ、上記パネルを互いに強固に結合させ、上記筐体の角隅部の剛性を高める少なくとも１つの結合金具と、締結具を併用する接着剤を有し、上記パネル間および上記パネルと上記結合金具との間を互いに接合する接合手段とを備えた電子機器筐体がある（例えば特許文献１参照）。

特許第３４８０１１９号公報（第３〜４頁、図５〜８）

上記のような従来の筐体装置は、締結具と接着剤を併用してパネル間およびパネルと結合金具を接合しなければならず、接着剤の塗布量による接合強度のバラツキ、作業時における接着剤の管理が必要であった。また底板、側板および結合金具の３つを締結具と接着剤で結合するため、作業に時間を要する問題があった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、接着作業を不要としてリベット等の締結具のみで組み立てることができ、接合強度のバラツキが少なく充分な剛性を持つ筐体装置を提供することを目的としている。

この発明に係る筐体装置は、板金加工によって辺部に補強部が形成された複数のパネルを前記補強部で互いに接合して筐体を形成し内部に電子機器または電気機器を収容する筐体装置であって、互いの辺部で接合され主面が互いに直交する第１のパネル及び第２のパネルと、Ｌ字状板面部を有するように形成され該Ｌ字状板面部の角部が前記第１のパネル及び第２のパネルの接合辺部の角隅部に配設され、該Ｌ字状板面部の一辺が前記角隅部から前記第１のパネルにおける前記接合辺部に直交する方向に伸びる補強部に当接され、該Ｌ字状板面部の他辺が前記角隅部から前記第２のパネルにおける前記接合辺部に直交する方向に伸びる補強部に当接された結合部材を備え、前記結合部材は前記一辺及び前記他辺における長手方向の先端部側において互いに離間して設けられた少なくとも３箇所の締結孔で対応する前記補強部に対してそれぞれ締結されているものであって、前記結合部材は、前記一辺及び前記他辺の内の一方が他方よりも幅広に形成されているとともに、幅広に形成されている前記一辺及び前記他辺の内の一方には少なくとも３箇所の前記締結孔が幅方向に間隔をあけて設けられていることを特徴とするものである。

この発明によれば、Ｌ字状板面部を有する結合部材の一辺を角隅部から第１のパネルにおける接合辺部に直交する方向に伸びる補強部に当接し、該Ｌ字状板面部の他辺を前記角隅部から前記第２のパネルにおける前記接合辺部に直交する方向に伸びる補強部に当接させ、前記結合部材は前記一辺及び前記他辺における長手方向の先端部側において互いに離間して設けられた少なくとも３箇所の締結孔で対応する前記補強部に対してそれぞれ締結するようにしたことにより、パネル相互の接合部分の強度が高められた筐体装置を得ることができる。また、接着剤が不要なので、接着材の管理や接着作業の時間が短縮されしかも接合強度のバラツキの少ない筐体装置を提供することができる。しかも、結合部材の一辺を幅広に形成し、締結孔を幅方向に複数設けるようにしたことにより、強度の確保あるいは増強を容易に達成することができる。

本発明の実施の形態１による筐体装置の全体構成を示す斜視図である。 図１に示された角隅部を拡大して示す分解斜視図である。 図２の角隅部を背面側から見た分解斜視図である。 図２の角隅部の組立状態を示す斜視図である。 図４の角隅部を背面側から見た斜視図である。 図４及び図５の接合部分を示す要部断面図である。 本発明の実施の形態２による筐体装置の角隅部を背面側から見た分解斜視図である。 本発明の実施の形態３による筐体装置の角隅部を示す斜視図である。 図８の角隅部を背面側から見た斜視図である。 本発明の実施の形態４による筐体装置の角隅部を背面側から見た分解斜視図である。 図１０の角隅部の組立状態を背面側から見た斜視図である。 本発明の実施の形態５による筐体装置の角隅部を示す斜視図である。 図１２の角隅部を背面側から見た斜視図である。

実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１による筐体装置の全体構成を示す斜視図、図２は図１に示された角隅部を拡大して示す分解斜視図、図３は図２の角隅部を背面側から見た分解斜視図、図４は図２の角隅部の組立状態を示す斜視図、図５は図４の角隅部を背面側から見た斜視図、図６は図４及び図５の接合部分を示す要部断面図である。なお、図１に示す筐体装置は本発明の筐体を制御盤に用いた例であって、外観上の全体構成は従来のものと同様であり、筐体装置１００は、アングル材等により形成された台座１０１上に支持された矩形の第１のパネル（底板部材）１と、第１のパネル１の左右側端部から上方に互いに平行に延びた２枚の第２のパネル（側壁部材）２と、第１のパネル１および第２のパネル２に接続された後扉３と、前面の開口部分を開閉可能に閉じる前扉４と、天井部材５を備えている。なお、何れの部材も鋼板等、金属材からなっている。

筐体内部には第２のパネル２の内側に一般にプレチャンと呼ばれる断面が略Ｃ字形の固定金具１０２がリベット等により水平方向に取り付けられており、固定金具１０２には垂直方向のユニット取付金具１０３が図示していない取付ネジにより取り付けられている。底板部材として用いられる第１のパネル１は、板金加工によって周囲４辺または所要の辺部に補強部１１が折曲形成されたもの、側壁部材として用いられる第２のパネル２は同様に折曲形成された補強部２１を有するものである。第１のパネル１と第２のパネル２は互いに補強部１１、２１で後述するＬ字状の結合部材６（図２に図示）とリベット等の締結具７（図６に図示）を用いて所定部で互いに接合されて筐体を形成し、内部に電子機器または電気機器を収容するように構成されている。

補強部１１、２１は、図２、図３に示すようにこの例では第１のパネル１と第２のパネル２を相互に直角に固定する、前後方向に伸びる接合辺部Ｆを形成する補強部１１Ａ、２１Ａと、前扉４または後扉３が取り付けられ、結合部材６を内包する如く内側に取り付けて相互に強固に固定されて開口部を形成する補強部１１Ｂ、２１Ｂがある。補強部１１Ｂ、２１Ａ、２１Ｂは結合部材６を挿通させるための切欠き部を除く断面の大部分が略コ字形状で、補強部１１Ａは同じく結合部材６を挿通させるための切欠き部を除く断面の大部分が鍵状ないしはクランク状に形成されているが、形状や構造などは特に図示のものに限定されるものではない。Ｌ字状の結合部材６は所定幅ＷのＬ字状板面部６ａを有するように形成され、角部６ｃから水平方向に伸びるＬ字の一辺６１には第１のパネル１の上面に当接される折曲部６１ａが形成され、角部６ｃから鉛直上方向に伸びるＬ字の他辺６２には第２のパネル２の側面内側に当接される折曲部６２ａが形成され、折曲部６１ａ、６２ａにおける断面形状は略Ｌ字状である。

本発明の典型的な特徴部分の一つは、前記結合部材６のＬ字状板面部６ａの角部６ｃが第１のパネル１及び第２のパネル２相互の接合辺部Ｆとなる補強部１１Ａ、２１Ａの角隅部Ｃに配設され、Ｌ字状板面部６ａの一辺６１が角隅部Ｃから第１のパネル１における接合辺部Ｆに直交する方向に伸びる補強部１１Ｂの背面部に当接され、Ｌ字状板面部６ａの他辺６２が角隅部Ｃから第２のパネル２における接合辺部Ｆに直交する方向に伸びる補強部２１Ｂの背面部に沿って当接され、角隅部Ｃないしは角部６ｃから離れるように一辺６１及び他辺６２の先端部に多点配置された何れもリベット孔からなる締結孔Ａ１と締結孔Ｂ１、及び締結孔Ａ２と締結孔Ｂ２をそれぞれリベットなどの締結具７によって固定した点にある。

本発明の典型的な特徴部分の他の一つは、所定幅ＷのＬ字状板面部６ａを有する結合部材６は、Ｌ字状板面部６ａの角部６ｃの外端部から複数箇所の締結孔のうち角部６ｃに最も近い締結孔Ｄ（図３に図示）の中心までの長さＬが、一辺６１、他辺６２共に、所定幅Ｗに対して５倍以上、更に好ましくは７倍以上として成る点である。なお、所定幅Ｗは特に限定されるものではないが、一般的な電子機器の筐体における具体例としては、例えばＷ＝２５ｍｍ〜４０ｍｍ程度のものを用いることができる。また、一辺６１の幅をＷ１とし、他辺６２の幅をＷ２としたとき、通常、Ｗ１＝Ｗ２で良いが、互いに異なっていても差し支えない。また、結合部材６の例えば一辺６１の長さは、第１のパネル１の右側に設置される反対側の結合部材６（図示省略）と干渉しないように構成される。

また、締結孔の数は４箇所の例を示したが、３箇所としても良い。締結孔の数が２箇所では強度と信頼性の点で不十分となる恐れがあるので好ましくない。また、必要により４箇所以上としても良いが、それ以上に増やしても作業工数や部品点数が増える割合に効果の発現が期待するほど増えないので望ましくない。また、結合部材６の幅Ｗ、上記長さＬ、一辺６１と他辺６２の長さ、締結孔の数などは、筐体のサイズや要求される耐震強度などに応じて前記範囲内で適宜変更することができる。なお、図１の筐体の左下の角隅部Ｃについて説明したが、他の角隅部についても同様に構成される。なお、図２〜図６に示す構成は筐体装置の全ての角隅部８箇所に設置することが望ましいが、最低限として下端側の４箇所に設置することで通常要求される程度の強度をクリアした筐体装置とすることも可能である。なお、結合部材６を筐体装置の上部に設置する場合、前述の第１のパネル１を天井部材５に置き換えることで同様に構成できる。

上記のような各部材から筐体装置を組み立てるには、図２、図３に示すように結合部材６の一辺６１を第１のパネル１の補強部１１Ｂの背面側に挿入し、さらに他辺６２を第２のパネル２の補強部２１Ｂの背面側に挿入し、第１のパネル１の締結孔Ａ１と結合部材６の締結孔Ｂ１、第２のパネル２の締結孔Ａ２と結合部材６の締結孔Ｂ２をそれぞれ合致させ、リベット等の締結具７（図６）を挿入し塑性変形により結合部材６と第１のパネル１、及び結合部材６と第２のパネル２を強固に結合させる。なお、第１のパネル１及び第２のパネル２相互の接合辺部Ｆである補強部１１Ａと補強部２１Ａについても、前記結合部材６による接合の前、あるいは後に、別途締結具７によって複数個所で接合する。他のパネルについても同様に接合することで、図４、図５に示すようにパネル間が強固に接合された筐体装置が得られる。

上記のように、実施の形態１においては、第１のパネル１、第２のパネル２、結合部材６の各々の締結孔Ａ１、Ｂ１、Ａ２、Ｂ２を多点配置とすると共に、締結部分を角隅部Ｃから所定寸法離した位置に設置することで、例えば耐震試験で応力集中が発生する角隅部Ｃで締結具７が弾性限界を超えて変形、破損、または振動により締結孔が変形し締結具７が抜けるなど、筐体構造に発生する問題を防止でき、信頼性の高い構造を得ることができる。また、結合部材６は第１のパネル１、第２のパネル２と各々を結合しており、３部品をまたがって結合する箇所は無く作業工数の削減につながる。さらに、パネル間を結合部材６で連結させているため、例えば第１のパネル１より受けた振動を結合部材６、締結具７を介して第２のパネル２に伝えるため、部品間の摩擦減衰が発生、内部に設置したユニットへ伝わる応答倍率を低くし、かつ共振周波数を高くすることが出来る。

なお、上記のように構成された実施の形態１の筐体装置を、各パネル間を溶接で結合した同一サイズの溶接筐体（図示省略）と比較する実験を行った。その結果、内部実装の機器類の質量を最大とした条件での耐震試験において、筐体を正面から見て左右方向（幅方向）の共振周波数は、溶接筐体４Ｈｚに対して、実施の形態１の筐体装置では５Ｈｚ、前後方向（奥行き方向）については、溶接筐体１６．７Ｈｚに対して、実施の形態１の筐体装置では２６．７Ｈｚと、何れも改善されていることが確認された。また、応答倍率も筐体上部位置において、溶接筐体が１０．６倍に対し、実施の形態１の筐体装置では４．５倍と改善されていた。

上記のように、実施の形態１によれば、所定幅ＷのＬ字状板面部６ａを有する結合部材６の一辺６１を、筐体装置の角隅部Ｃから第１のパネル１における第２のパネル２との接合辺部Ｆに直交する方向に伸びる補強部１１Ｂに沿って当接し、Ｌ字状板面部６ａの他辺６２を角隅部Ｃから第２のパネル２における接合辺部Ｆに直交する方向に伸びる補強部２１Ｂに沿って当接させ、結合部材６の一辺６１及び他辺６２は、角部６ｃから所定寸法離れた先端部の位置で、しかも長手方向に分散する如く離間された少なくとも３箇所の締結孔Ｂ１、Ｂ２で、対応する補強部１１Ｂ、２１Ｂに対してそれぞれ締結するようにしたことにより、角隅部に発生する応力集中が避けられ、また締結箇所が分散されていることで、締結部への荷重も分散され、パネル相互が強固に接合され必要な耐震性を得るのに充分な剛性を備えた筐体装置が得られる。

また、接着剤が不要なので、接着剤の管理や接着作業も不要となって組立時間が短縮され、しかも接合強度のバラツキの少ない筐体装置を得ることができる。また、断面コ字状の補強部１１Ｂ、２１Ｂの背面部に装着された結合部材６は、補強部１１、２１の板金形状に含まれるようにできるので、見映えを損なうこともない。

実施の形態２．
図７は本発明の実施の形態２による筐体装置の角隅部を背面側から見た分解斜視図である。なお、各図を通じて同一符号は同一部材または同一部分を示している。図において、第２のパネル２Ａには、実施の形態１の結合部材６に相当する結合部材６Ａが、板金加工によって第２のパネル２Ａの主面２ａ及び補強部２１Ａ、２１Ｂと一体に形成されている。結合部材６Ａは第１のパネル１の補強部１１Ｂと結合するための一辺６１が図の左方向に伸びるように突出されている。結合部材６Ａは第２のパネル２Ａの構造の一部である。その他の構成は実施の形態１と同様である。

上記のように構成された実施の形態２においては、第１のパネル１と第２のパネル２Ａを接合する際に、第２のパネル２Ａに一体化された結合部材６Ａの一辺６１を第１のパネル１の補強部１１Ｂの背面側（図７の手前側）に挿入し、第１のパネル１の締結孔Ａ１と結合部材６Ａの締結孔Ｂ１を合致させてリベット等の締結具７（図６に図示）を挿入し、塑性変形により多点箇所で締結することで、実施の形態１と同様に強固な筐体装置とすることができる。加えて、結合部材６Ａが第２のパネル２Ａと一体化されていることで、部品点数を削減でき、取付等の作業工数の短縮を図ることが出来る。なお、結合部材６Ａを第２のパネル２Ａと一体化したが、第２のパネル２Ａに代えて第１のパネル１と一体的に構成しても良い。

実施の形態３．
図８は本発明の実施の形態３による筐体装置の角隅部を示す斜視図、図９は図８の角隅部を背面側から見た斜視図である。図において、実施の形態１と同様に結合部材６を用いて強固に接合された第１のパネル１と第２のパネル２の内側角隅部には、結合構造を持ったＬ字形の補助金具８が第１のパネル１と第２のパネル２を角隅部で結合するために配置されている。その他の構成は実施の形態１または実施の形態２と同様であるので説明を省略する。

上記のように構成された実施の形態３においては、Ｌ字形の補助金具８を図１から図５に示す結合部材６、または図７に示す結合部材６Ａと共に用いることで、電子機器を収容した筐体装置の剛性をより一層高くすることができる。また、結合部材６または結合部材６Ａと、第１のパネル１の補強部１１Ｂ、及び第２のパネル２の補強部２１Ｂに設ける締結孔Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２を、例えば４箇所にしたいところを構造上３か所しか設けられない場合や、Ｌ字状板面部６ａの角部６ｃの外端部から複数箇所の締結孔のうち角部６ｃに最も近い締結孔Ｄ（図３に図示）の中心までの長さＬを所定幅Ｗに対して５倍を超える位置に設置したいときに５倍にしかできないような場合などに、強度の確保を補完する役目を果たすようにすることもできる。

実施の形態４．
図１０は本発明の実施の形態４による筐体装置の角隅部を背面側から見た分解斜視図、図１１は図１０の角隅部の組立状態を背面側から見た斜視図である。図において、一辺６１及び他辺６２を有する結合部材６Ｂは、Ｌ字状板面部６ａの角部６ｃからその一辺６１及び他辺６２と直交する方向（図１０の右下方向）に伸びる第３の結合辺６３を備えている。第３の結合辺６３には、一辺６１の締結孔Ｂ１と同様に、角部６ｃから所定長離れた位置に他の辺と同様に多点配置された４つの締結孔Ｅ２が設けられている。一方、第２のパネル２Ｂの接合辺部である奥行き方向の補強部２１Ａには、締結孔Ｅ２に対応する締結孔Ｅ１が設けられている。その他の構成は実施の形態１と同様である。

この実施の形態４は、第１のパネル１と第２のパネル２の角隅部を補強するための結合部材として、３方向の結合機能をもった結合部材６Ｂを用いるようにしたものである。ここでは、第１のパネル１の締結孔Ａ１と結合部材６Ｂの一辺６１の締結孔Ｂ１、及び、第２のパネル２の締結孔Ａ２と結合部材６Ｂの他辺６２の締結孔Ｂ２、に加えて、第２のパネル２Ｂの締結孔Ｅ１と結合部材６Ｂの第３の結合辺６３の締結孔Ｅ２をそれぞれ合致させ、リベット等の締結具７（図６に図示）を挿入し塑性変形により結合部材６Ｂと第１のパネル１、第２のパネル２を強固に結合させ、図１１のように角隅部が接合された筐体装置を得る。

上記のように構成された実施の形態４においては、結合部材６Ｂが筐体装置の前面開口部を形成する前枠相当部分の高さ方向と幅方向の２辺を結合すると同時に、奥行き方向の接合辺部Ｆにおける補強部１１Ａ、２１Ａ部分をも結合していることで筐体装置の剛性をより一層高めることが出来る。また、実施の形態３に示すような筐体装置を構成する際の寸法的な制約などから、強度の確保が若干困難となる場合に補完の役目を果たすようにできる。

実施の形態５．
図１２は本発明の実施の形態５による筐体装置の角隅部を示す斜視図、図１３は図１２の角隅部を背面側から見た斜視図である。図において、第１のパネル１の幅方向の補強部１１Ｂは前記実施の形態１〜４におけるものよりも幅広に形成され、これに対応して結合部材６Ｃの一辺６１も同様に幅広に形成されている。そして、その一辺６１に設けられた締結孔Ａ１は、該一辺６１の長手方向ではなく、幅方向に互いに間隔をあけて図示の例では３箇所に設けられており、それぞれ補強部１１Ｂに対して締結具７で強固に締結されている。但し、前記締結孔Ａ１の設置位置は、長手方向における中央部よりも端部（先端部）側であり、この点においては前記実施の形態１〜４と同様である。その他の構成は実施の形態１と同様である。

上記のように構成された実施の形態５においては、底板部材を構成している第１のパネル１の幅方向の補強部１１Ｂが幅広に形成されていることに対応して、結合部材６Ｃの一辺６１を幅広に形成し、締結孔を幅方向に複数設けるようにしたものであり、前記実施の形態１の効果に加えて強度の確保あるいは増強を容易に達成することができる。なお、締結孔Ａ１を幅方向に１列に設けたが、これに限定されるものではなく、例えば３角形の頂点の位置に配設するなど種々の変形が可能であることは言うまでもない。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態の一部または全部を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。例えば、締結具として例示したリベットの一部または全部をねじ締結方式に置き換えても良い。

１００ 筐体装置、 １ 第１のパネル（底板部材）、 １１、１１Ａ、１１Ｂ 補強部、 ２、２Ａ、２Ｂ 第２のパネル（側壁部材）、 ２ａ 主面、 ２１、２１Ａ、２１Ｂ 補強部、 ３ 後扉、 ４ 前扉、 ５ 天井部材、 ６、６Ａ、６Ｂ、６Ｃ 結合部材、 ６ａ Ｌ字状板面部、 ６ｃ 角部、 ６１ 一辺、 ６１ａ 折曲部、 ６２ 他辺、 ６２ａ 折曲部、 ６３ 第３の結合辺、 ７ 締結具、 ８ 補助金具、 Ａ１ 締結孔、 Ａ２ 締結孔、 Ｂ１ 締結孔、 Ｂ２ 締結孔、 Ｅ１ 締結孔、 Ｅ２ 締結孔、 Ｃ 角隅部、 Ｆ 接合辺部、 Ｗ 幅。

Claims (4)

1. 板金加工によって辺部に補強部が形成された複数のパネルを前記補強部で互いに接合して筐体を形成し内部に電子機器または電気機器を収容する筐体装置であって、互いの辺部で接合され主面が互いに直交する第１のパネル及び第２のパネルと、Ｌ字状板面部を有するように形成され該Ｌ字状板面部の角部が前記第１のパネル及び第２のパネルの接合辺部の角隅部に配設され、該Ｌ字状板面部の一辺が前記角隅部から前記第１のパネルにおける前記接合辺部に直交する方向に伸びる補強部に当接され、該Ｌ字状板面部の他辺が前記角隅部から前記第２のパネルにおける前記接合辺部に直交する方向に伸びる補強部に当接された結合部材を備え、前記結合部材は前記一辺及び前記他辺における長手方向の先端部側において互いに離間して設けられた少なくとも３箇所の締結孔で対応する前記補強部に対してそれぞれ締結されているものであって、前記結合部材は、前記一辺及び前記他辺の内の一方が他方よりも幅広に形成されているとともに、幅広に形成されている前記一辺及び前記他辺の内の一方には少なくとも３箇所の前記締結孔が幅方向に間隔をあけて設けられていることを特徴とする筐体装置。
2. 前記結合部材の前記一辺または他辺は、前記第１のパネル及び前記第２のパネルの何れか一方と一体に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の筐体装置。
3. 前記角隅部における、前記第１のパネルの前記補強部の内側部と前記第２のパネルの前記補強部の内側部とを、Ｌ字形の補助金具によって連結したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の筐体装置。
4. 前記結合部材は、前記Ｌ字状板面部の角部から前記一辺及び前記他辺と直交する方向に伸びる第３の結合辺を備えていることを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の筐体装置。

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